На конференции StartmeupHK 2016 Илон Маск впервые заявил о необходимости создания нейроинтерфейса, позволяющего соединить мозг человека и компьютер. Он тогда говорил о том, что это даёт возможность управлять машиной напрямую, без клавиатуры, мыши или чего-либо ещё. Мысленная команда — и компьютерная система выполняет её. Как оказалось позже, это не просто разговоры, а планы бизнесмена, который решил основать ещё одну компанию. О том, как развивались технологии, разрабатываемые Neuralink, — под катом.
Как всё начиналось
Илон Маск известен быстрыми решениями и действиями. Так, после выступления в течение пары месяцев была зарегистрирована компания Neuralink. В документах указано, что она занимается исследованиями в области медицины. Уже в 2017 году ей удалось захантить несколько известных специалистов в отрасли изучения мозга человека.
В их числе Ванесса Толос, инженер и специалист по гибким электродам из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса, Филип Сабес, профессор Калифорнийского университета в Сан-Франциско, изучающий контроль мозгом движений человека, и Тимоти Гарднер, профессор Бостонского университета, который известен своими операциями по имплантации электродов в мозг вьюрков для изучения пения птиц.
Конечно, компания Маска не единственная, кто планировал заниматься нейроинтерфейсами. До неё уже работало несколько организаций, которые с разной степенью успешности проводили похожие исследования. Например, стартап KerNEL в течение пары лет реализовывал планы по созданию коммерческих имплантов для стимуляции головного мозга и улучшения памяти. Это не совсем то, чем занимается Neuralink, стартап хотел предоставить системы для пожилых людей и тех, кто страдает от болезни Альцгеймера.
Успехи Neuralink: миниатюрный электрод и робот-хирург
За короткое время компании удалось добиться сразу нескольких, можно сказать, прорывов в отрасли нейроинтерфейсов.
Размер контактной площадки и электродов. Диаметр последних довели всего до 0,004 мм, т. е. команда компании в 25 раз уменьшила размер по сравнению с тем, что использовали учёные до прихода в отрасль Neuralink. Кроме того, электроды стали изготавливать из органических материалов, а сам интерфейс стал гибким, что снизило вероятность повреждения мозга. Сообщалось также, что система может работать многие годы — её сделали достаточно надёжной.
Создание робота-хирурга. Из-за размера появились дополнительные сложности с установкой электрода — медики-люди просто не в состоянии работать с настолько маленькими объектами. Поэтому Neuralink создала робота, выполняющего все действия с очень высокой точностью в автоматическом режиме. Операция, по словам представителей компании, стала занимать не больше часа.
Беспроводное питание. Сначала команда разработала питание интерфейса на базе USB-C, а потом представила и вовсе беспроводную технологию. Более того, инженеры создали и обмен данными с компьютером по Bluetooth. За передачу сигналов отвечает система, которая пока что закрепляется за ухом. В идеале компания хотела бы создать имплантат, размещаемый под черепом без переходников или каких-то других систем. Для установки используется четыре отверстия в черепе, через которые в мозг и вводятся нити. До начала опытов с обезьянами специалистам удалось провести 19 операций на крысах, в 87% случаев это были успешные операции. При подключении к этому разъёму компьютерной системы со специальным ПО та показывала детали мозговой активности животного. По сравнению с существующими на тот момент технологиями, информация передавалась с мозга на ПК в 10 раз быстрее.
Количество контактов. Ранее другие компании довели количество электродов на площадке до 100. Команда Neuralink увеличила их число до 1 024, что позволяет улучшить возможности нейроинтерфейса.
От свинок — к обезьянам и человеку
Для демонстрации работоспособности технологии Маск сначала провёл презентацию с поросятами. Всего было 3 животных.
Одно — контрольное, без всяких чипов. Второе — подопытное, ему вживили электроды, а затем извлекли их, после чего свинка продолжила нормально жить. Третье — с заранее вживлённым электродом. Во время презентации были «озвучены» импульсы, принимаемые системой. Звуки и обозначали работу мозга.
В 2021 году компания показала функционирование интерфейса «мозг-компьютер» уже на примере обезьяны. Ту научили играть в Pong. Благодаря вживлённому импланту N1 Link с 1 024 электродами 9-летняя макака по имени Пейджер смогла перемещать объекты на мониторе при помощи курсора.
Подопытному животному вживили чип в области моторной коры, проведя операцию примерно за полтора месяца до начала опытов. Одновременно её научили подольше концентрироваться, предоставляя приятный стимул — сладкую воду, которую примат высасывал из трубочки. Это сделано потому, что обезьяны способны играть в компьютерные игры (некоторые отлично даже в Minecraft играют), но им быстро надоедает. Чтобы животное внезапно не убежало, его и стимулировали сладким лакомством.
После презентации Маск написал в Twitter, что импланты Neuralink могут помочь парализованным людям публиковать твиты быстрее, чем обычному человеку, набирающему текст пальцами. По мнению главы компании, в будущем этот интерфейс даже позволит парализованным снова вставать на ноги.
С обезьянами, правда, возникли сложности. В 2023 стало известно, что свыше десятка приматов, которые выступали в качестве подопытных, пришлось усыпить. Сам Маск ранее заявлял, что животные не пострадали, хотя чуть позже всё-таки признал гибель нескольких. Правда, он заявил, что «пациентам» и так оставалось недолго, поскольку приматов отбирали уже больных и близких к смерти.
Но затем экс-сотрудник Neuralink заявил, что это не так: до проведения экспериментов животных около года держали для изучения их пригодности к проведению операции. И за это время «близкие к смерти» приматы уж точно должны были скончаться по естественным причинам. После установки имплантов часто что-то шло не так. Вот цитата из материала на Хабре: «За обезьяной под кодовым именем “Животное 15” наблюдали в течение нескольких месяцев. Через считанные дни после операции по имплантации она без видимой причины начала прижиматься головой к полу; в документах Neuralink отмечено, что это симптом боли или инфекции. Потом обезьяна стала терять координацию. Когда она видела работников лаборатории, её начинало трясти. После того как “Животное 15” усыпили, вскрытие показало, что у подопытной было мозговое кровотечение и что из-за имплантатов Neuralink части коры головного мозга оказались “очагово разорванными”».
Возникла даже угроза закрытия проекта после всей этой информации, но Маску удалось преодолеть сложный период. И Neuralink получила разрешение на проведение опытов уже с людьми.
Что в итоге — всё удалось?
В мае 2023 года Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) выдало Neuralink разрешение на проведение исследований на людях. В сентябре того же года компания начала набирать добровольцев, которые согласились на участие в опытах несмотря на большой риск.
30 января 2024 года Илон Маск заявил, что его компании удалось вживить в мозг человека имплантат, который даёт возможность управлять компьютером буквально силой мысли. Текущая версия нейроинтерфейса получила название Telepathy («Телепатия»). Также бизнесмен сообщил, что система предназначена для людей, которые парализованы.
Telepathy представляет собой небольшой приёмник, который крепится за ухом. От него к мозгу идут нитевидные электроды. Сейчас в мозг имплантируют до 1,5 тыс. электродов. Стоимость устройства и его установки, по словам Маска, высока, но всё же цена более-менее доступна. Сейчас это около $60 тыс., но с течением времени сумма будет уменьшаться, особенно если такая процедура станет массовой.
Что касается пациента, то сообщается, что он успешно восстанавливается после проведения операции. К сожалению, более подробной информации пока нет, так что остаётся только ждать.
Китайцы наступают на пятки
В феврале 2024 года стало известно о том, что нейроинтерфейс удалось вживить и другой компании — китайской. Её команда пошла по несколько иному пути. В течение 10 лет она разрабатывала имплантат, который даёт возможность не повреждать нейроны. По словам учёных, датчик помещается в эпидуральное пространство между мозгом и черепом, называется система Neural Electronic Opportunity (NEO).
Питание датчика тоже беспроводное, для этого используется высокочастотная передающая антенна. Есть и модуль для обмена данными, он размещён на внешней стороне черепа. Программная часть базируется на нейросетях, что даёт возможность обучения. С течением времени компьютер начинает всё более точно выполнять команды пациента.
Человеку установили датчик 24 октября 2023 года. Из-за перенесённой травмы пациент 14 лет был парализован. Но сейчас он может двигать руками, правда, только при помощи экзоскелета. Последний, в свою очередь, и управляется нейроинтерфейсом. В настоящий момент пациент в состоянии пить и есть самостоятельно.
«Следующим этапом исследования является разработка нового протокола активной реабилитации с поддержкой интерфейса “мозг-компьютер” для ускорения роста нервной ткани на месте повреждённых сегментов спинного мозга», — заявили представители проекта.
Хотелось бы надеяться, что своего рода конкуренция между компаниями, которые занимаются разработкой нейроинтерфейсов, позволит в ближайшем будущем представить более совершенную систему, предоставляющую парализованным людям возможность выполнять хотя бы простейшие действия, включая управление компьютером.
